(57)【要約】      （修正有）【課題】移動体通信ネットワークで特定される全てのシグナリング・プロトコルの再利用を可能にする。【解決手段】移動体端末は、無線ＬＡＮのアクセス・ポイントに接続要求を転送する手段と、無線ＬＡＮの前記アクセス・ポイントから接続要求を受信する手段と、無線ＬＡＮの通信エリアを新たなルーティング・エリアとして登録する手段と、移動体端末とゲートウェイＧＰＲＳサポート・ノード（ＧＧＳＮ）との間のデータ通信を確立する手段と、移動体端末とゲートウェイＧＰＲＳサポート・ノード（ＧＧＳＮ）との間の信号通信をユニバ−サル移動体通信システム（ＵＭＴＳ）地上無線アクセス・ネットワークおよびサービングＧＰＲＳサポート・ノード（ＳＧＳＮ）を介して確立する手段とを含む。【選択図】図１
2010050977.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線ＬＡＮのアクセス・ポイントに接続要求を転送する手段と、
前記無線ＬＡＮの前記アクセス・ポイントから接続要求を受信する手段と、
無線ＬＡＮの通信エリアを新たなルーティング・エリアとして登録する手段と、
移動体端末とゲートウェイＧＰＲＳサポート・ノード（ＧＧＳＮ）との間のデータ通信を確立する手段と、
前記移動体端末とゲートウェイＧＰＲＳサポート・ノード（ＧＧＳＮ）との間の信号通信をユニバ−サル移動体通信システム（ＵＭＴＳ）地上無線アクセス・ネットワークおよびサービングＧＰＲＳサポート・ノード（ＳＧＳＮ）を介して確立する手段とを含む、移動体端末。
【請求項２】
前記無線ＬＡＮの通信エリアを新たなルーティング・エリアとして登録する手段が前記サービングＧＰＲＳサポート・ノード（ＳＧＳＮ）にパケット・データ・プロトコル・コンテキスト要求を転送する手段からなる、請求項１に記載の移動体端末。
【請求項３】
前記無線ＬＡＮの通信エリアを新たなルーティング・エリアとして登録する手段が前記サービングＧＰＲＳサポート・ノード（ＳＧＳＮ）に修正パケット・データ・プロトコル（ＰＤＰ）・コンテキスト要求を転送する手段からなる、請求項１に記載の移動体端末。
【請求項４】
前記無線ＬＡＮの通信エリアを新たなルーティング・エリアとして登録する手段が前記サービングＧＰＲＳサポート・ノード（ＳＧＳＮ）からパケット・データ・プロトコル・コンテキスト受理応答を受信する手段からなる請求項２に記載の移動体端末。
【請求項５】
前記無線ＬＡＮの通信エリアを新たなルーティング・エリアとして登録する手段がさらに前記サービングＧＰＲＳサポート・ノード（ＳＧＳＮ）から修正パケット・データ・プロトコル・コンテキスト受理応答を受信する手段からなる請求項３に記載の移動体端末。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、ネットワーク間の相互接続（ｉｎｔｅｒｗｏｒｋｉｎｇ：相互作用、インターワーキング）に関し、より詳しくは、ワイヤレス・ローカル・エリア・ネットワーク（ＷＬＡＮ：Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ、無線ＬＡＮ、ワイヤレスＬＡＮ）および移動体通信ネットワーク間の複合型結合器を実現するための論理的サービング汎用パケット無線サービス（ＧＰＲＳ：Ｇｅｎｅｒａｌ  Ｐａｃｋｅｔ  Ｒａｄｉｏ  Ｓｅｒｖｉｃｅ）サポート・ノード（ＳＧＳＮ：Ｓｅｒｖｉｎｇ  ＧＰＲＳ  Ｓｕｐｐｏｒｔ  Ｎｏｄｅ）としての相互接続機能（ＩＷＦ：ＩｎｔｅｒＷｏｒｋｉｎｇ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ、相互動作機能、相互作用機能、網間接続機能）の利用に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線ＬＡＮサービス・エリアと、ユニバ−サル移動体通信（電話）システム（ＵＭＴＳ：Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｍｏｂｉｌｅ  Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ  Ｓｙｓｔｅｍ）等の他の移動体通信（携帯電話）技術との間の相互接続において、様々な異なるアーキテクチャが使用され得る。周知のように、無線ＬＡＮは、ユニバーサル移動体通信システム等のセル式移動体ネットワークよりも非常に高いアクセス・データ転送速度を提供するが、ユニバーサル移動体通信システムが広範囲なサービス・エリアを提供するのに対し（数百キロメートルに達する）、無線ＬＡＮは非常に限られた範囲のサービス・エリアに止まる（一般に、無線送信機から１００メートルまで）。相互接続は、ユーザの位置に従って無線ＬＡＮもしくは移動体通信ネットワークまたはその両方を利用できるようにするために、ＷＬＡＮホットスポットとユニバーサル移動体通信システム等の移動体通信ネットワークとの間に設けられてもよい。無線ＬＡＮおよび移動体通信ネットワーク間の相互接続は、ユーザが無線ＬＡＮおよび通信ネットワークのサービス・エリア間およびサービス・エリア内を移動するときは、アクセスしたネットワークの機能を効率的に利用するために、ローミング機能（ｒｏａｍｉｎｇ  ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ）をユーザに提供するものであってもよい。しかしながら、ユーザ・プレーン（ｕｓｅｒ  ｐｌａｎｅ）およびコントロール・プレーン（ｃｏｎｔｒｏｌ  ｐｌａｎｅ）がこの種の相互接続において分離されておらず、従って、ユニバーサル移動体通信システムのサービス品質（ＱｏＳ：Ｑｕａｌｉｔｙ  ｏｆ  Ｓｅｒｖｉｃｅ）ネゴシエーション（交渉）、移動体通信、認証、認可および課金（ＡＡＡ：Ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ  Ａｕｔｈｏｒｉｚａｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ａｃｃｏｕｎｔｉｎｇ）に係る手順が再利用されず、結果としてこれらの機能の実現に束縛された高価なＵＭＴＳ無線リソース（資源）となっている。
【０００３】
従って、シグナリング（ｓｉｇｎａｌｉｎｇ：信号）は、依然として移動体通信を通過するが、データはＷＬＡＮ無線リソースを通過するので、ユーザ・プレーンおよびコントロール・プレーンの分離を支援する無線ＬＡＮおよび移動体通信ネットワーク（例えば、ユニバーサル移動体通信システム）間の相互接続装置を有することは好ましく、非常に有利である。この種の相互接続は、移動体通信ネットワークの高価な無線リソースを解放し、無線ＬＡＮの高いデータ・スループットを利用しつつ、他の移動体通信ネットワークのサービス品質（ＱｏＳ）ネゴシエーション、移動体通信、認証、認可および課金に係る手順が、再利用されるという利点を提供するものである。
【発明の概要】
【０００４】
従来技術の他の関連した問題と同様に、上述の問題は、無線ＬＡＮおよび移動体通信ネットワーク間の複合型結合器のためのサービングＧＰＲＳサポート・ノード（ＳＧＳＮ）としての相互接続機能（ＩＷＦ）を利用する本発明により解決される。本発明は、好都合に、移動体通信ネットワークで特定される全てのシグナリング・プロトコルの再利用を可能にする（例えば、ユニバ−サル移動体通信システム（ＵＭＴＳ）等）。更に、本発明は、都合よく、移動体通信ネットワークから無線ＬＡＮへのデータ・トラフィックの変換を可能にする。
【０００５】
本発明の一態様によれば、移動体端末が提供される。移動体端末は、無線ＬＡＮのアクセス・ポイントに接続要求を転送する手段と、前記無線ＬＡＮの前記アクセス・ポイントから接続要求を受信する手段と、無線ＬＡＮの通信エリアを新たなルーティング・エリアとして登録する手段と、移動体端末とゲートウェイＧＰＲＳサポート・ノード（ＧＧＳＮ）との間のデータ通信を確立する手段と、前記移動体端末とゲートウェイＧＰＲＳサポート・ノード（ＧＧＳＮ）との間の信号通信をユニバ−サル移動体通信システム（ＵＭＴＳ）地上無線アクセス・ネットワークおよびサービングＧＰＲＳサポート・ノード（ＳＧＳＮ）を介して確立する手段とを含む。
【０００６】
本発明のこれらの、そして他の態様、特徴および利点は、以下に詳細に説明する、添付の図面と関連して理解されるべきであり、好ましい実施例から明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、本発明の実施例に従って本発明が適用され得る通信構成１００を示すブロック図である。
【図２】図２は、本発明の実施例によるＧｎインタフェースのユーザ・プレーン２００およびコントロール・プレーン２５０を示す図である。
【図３】図３は、本発明の実施例において、無線ＬＡＮ経由のデータ経路およびユニバ−サル移動体通信システム（ＵＭＴＳ）経由のシグナリング経路を可能にするために使用するメッセージを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明は、移動体通信ネットワークにおける論理サポート・ノード、特に、無線ＬＡＮおよび移動体通信ネットワーク間の複合型結合器（ｈｙｂｒｉｄ  ｃｏｕｐｌｉｎｇ：ハイブリッド結合器）のためのサービングＧＰＲＳサポート・ノード（ＳＧＳＮ）、としての相互接続機能（ＩＷＦ）の利用に関する。本発明の好ましい実施例では、結合器は無線ＬＡＮおよび第三世代（３Ｇ：３ｒｄ  Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ）ユニバ−サル移動体通信システム（ＵＭＴＳ）間用のものである。しかしながら、本発明は、無線ＬＡＮに結合される他の移動体通信ネットワークとしてはユニバーサル移動体通信システムに限定されるものでないことは理解されるべきであり、ゆえに、本発明の趣旨および範囲を逸脱しない限り、無線ＬＡＮとの結合において、他の任意のタイプ（形式）の移動体通信ネットワークもまた使用され得るものである。種々の他の移動体通信ネットワークの幾つかは、例えば、符号分割多重アクセス方式（ＣＤＭＡ：Ｃｏｄｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ、符号分割多元接続）２０００、汎用パケット無線サービス（ＧＰＲＳ）等の使用を含むが、これらに限定されるものではない。
【０００９】
本発明は、本質的に、無線ＬＡＮゲートウェイ（ＩＷＦ）とＵＭＴＳゲートウェイＧＰＲＳサポート・ノード（ＧＧＳＮ）との間のＧｎ（ユーザ・プレーン）インタフェースを用いて、ユニバーサル移動体通信システムに無線ＬＡＮを結合するためのユーザ・プレーン・インタフェースを利用し、更に、本発明は本質的に、ＵＭＴＳ  ＳＧＳＮとＵＭＴＳ  ＧＧＳＮとの間のＧｎ（コントロール・プレーン）インタフェースを用いて、コントロール・プレーンを携えるためにユニバーサル移動体通信システムを利用する。それ故、本発明は、ユニバーサル移動体通信システムを介して信号送信が未だ行われているがデータが無線ＬＡＮを使用するような場合に、ユーザ・プレーンおよびコントロール・プレーンを分離する手助けをするものである。従って、本発明の数多くある効果のうちの１つは、高価なＵＭＴＳ無線リソース（資源）を開放すると共に、ユニバーサル移動体通信システムの手順が大部分において再利用され得るということである。
【００１０】
本発明は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、特定用途向けプロセッサまたはそれらの組合せの様々な形態で実現されてもよいと理解されるべきである。好ましくは、本発明はハードウェアおよびソフトウェアの組合せとして実現される。更には、好ましくは、ソフトウェアは実体的にプログラム記憶装置に具現化されるアプリケーション・プログラムとして実現される。アプリケーション・プログラムは、適切なアーキテクチャからなる機器にアップロードされ、実行され得る。好ましくは、機器は、一つまたは複数の中央処理装置（ＣＰＵ）、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）および入力／出力（Ｉ／Ｏ）インタフェース等のハードウェアを有するコンピュータ・プラットフォームに実現される。また、コンピュータ・プラットフォームは、オペレーティング・システムおよびマイクロ命令コードを含んでいる。本願明細書において記載されている様々な処理および機能は、マイクロ命令コードの一部またはオペレーティング・システムを介して実行されるアプリケーション・プログラムの一部またはそれらの組合せであってもよい。加えて、追加のデータ記憶装置および印刷装置等の様々な他の周辺装置がコンピュータ・プラットフォームに結合されてもよい。
【００１１】
添付の図に記載されているシステム構成要素および方法ステップの幾つかが、好ましくはソフトウェアで実現されるので、本発明がプログラムされる方法により、システム構成要素（または処理ステップ）間の実際の結合が、異なってもよいと更に理解されるべきである。本願明細書の開示により、関連技術分野における当業者は、これらおよび類似の実施、または本発明の構成を創案することができるであろう。
【００１２】
図１は、本発明の実施例に従って本発明が適用され得る通信構成１００を示すブロック図である。本発明の実施例に従って、まず、ユニバーサル移動体通信システムのためのサービングＧＰＲＳサポート・ノード（ＳＧＳＮ）として、相互接続機能（ＩＷＦ）を使用する、図１のＵＭＴＳ−ＷＬＡＮ相互接続について説明する。無線ＬＡＮは、電気電子技術者協会（ＩＥＥＥ：Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ  ｏｆ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  ａｎｄ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ）仕様８０２．１１または欧州電気通信標準化協会（ＥＴＳＩ：Ｅｕｒｏｐｅａｎ  Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ  Ｓｔａｎｄａｒｄｓ  Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ）のハイ・パフォーマンス・ローカル・エリア・ネットワーク・タイプ２（ＨＩＰＥＲＬＡＮ２：Ｈｉｇｈ  Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ  Ｒａｄｉｏ  Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｔｙｐｅ  ２）に準拠する無線ＬＡＮであり得るがこれに制限されるものではない。
【００１３】
通信構成は、論理的サービングＧＰＲＳサポート・ノード（ＳＧＳＮ）としての相互接続機能（ＩＷＦ）（それ故、本願明細書においては、相互接続機能および論理的ＳＧＳＮは、本発明の目的に対しては全く同一であるので、相互接続機能および論理的ＳＧＳＮを表すために符号１０５が互換的に用いられる）、ＷＬＡＮアクセス・ポイント（ＡＰ：Ａｃｃｅｓｓ  Ｐｏｉｎｔ）１１０、ユーザ機器（ＵＥ：Ｕｓｅｒ  Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）１２０、ＵＭＴＳノードＢ１２５、ＵＭＴＳ無線ネットワーク・コントローラ（ＲＮＣ：Ｒａｄｉｏ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）１３０、サービングＧＰＲＳサポート・ノード（ＳＧＳＮ）１３５、ゲートウェイＧＰＲＳサポート・ノード（ＧＧＳＮ）１４０、インターネット１４５、ホーム・ロケーション・レジスタ（ＨＬＲ：Ｈｏｍｅ  Ｌｏｃａｔｉｏｎ  Ｒｅｇｉｓｔｅｒ）１５０、移動体交換局（ＭＳＣ：Ｍｏｂｉｌｅ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ  Ｃｅｎｔｅｒ）１５５、および公衆交換電話網（ＰＳＴＮ：Ｐｕｂｌｉｃ  Ｓｗｉｔｃｈｅｄ  Ｔｅｌｅｐｈｏｎｅ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）１６０が含まれる。
【００１４】
ＵＭＴＳノードＢ１２５は、無線インタフェースを介してＵＥ１２０と通信するためのトランシーバ（送受信機）を含んでいる。ＵＭＴＳノードＢ１２５は、ＵＥ１２０およびＵＭＴＳ  ＲＮＣ１３０間の通信を提供するためのさまざまなフロントエンド機能を実行する。ＵＭＴＳ  ＲＮＣ１３０は、無線インタフェースおよびサービングＧＰＲＳサポート・ノード（ＳＧＳＮ）１３５とのインタフェースの管理を実行する。ＳＧＳＮ１３５は、ＵＴＲＡＮ１６５およびパケット交換網間のインタフェースを提供し、回線切替部におけるＭＳＣ１５５と同様の役割を実行する。ＳＧＳＮ１３５は、モビリティ管理およびセッション管理サポートを実行する。通信構成１００は、ＳＧＮＳ１３５に結合される複数のＵＴＲＡＮ１６５を含んでもよい。ゲートウェイＧＰＲＳサポート・ノード（ＧＧＳＮ）１４０は、例えばインターネットのような他のいかなるパケットデータ網（ＰＤＮ：Ｐａｃｋｅｔ  Ｄａｔａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）に対しても、公衆地上移動体通信網（ＰＬＭＮ：Ｐｕｂｌｉｃ  Ｌａｎｄ  Ｍｏｂｉｌｅ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）を相互接続する。ＧＧＳＮ１４０は、アドレス・マッピングおよびトンネリングのような機能を実行するＩＰルータとして見られてもよい。一般に、公衆地上移動体通信網に対して一つのＧＧＳＮ１４０がある。ＭＳＣ１５５は、回線交換網の呼び出しの経路（ルート）を決定し、ＰＳＴＮ１６０に結合する。ＨＬＲ１５０は、加入者関連のデータを管理するデータベースであり、加入者が受ける権利のあるサービスや、加入者が現在登録されている領域の位置等の情報を含んでいる。加入者の情報は、加入者の固有の国際移動体通信加入者識別番号（ＩＭＳＩ：Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｍｏｂｉｌｅ  Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ  Ｉｄｅｎｔｉｔｙ  Ｎｕｍｂｅｒ）か、移動局国際ＩＳＤＮ（ＭＳＩＳＤＮ：Ｍｏｂｉｌｅ  Ｓｔａｔｉｏｎ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  ＩＳＤＮ  ｎｕｍｂｅｒ）を利用して読み出される。
【００１５】
ユーザ機器（ＵＥ）１２０は、ノードＢ１２５およびＲＮＣ１３０を含むＵＭＴＳ地上波無線アクセス・ネットワーク（ＵＴＲＡＮ：ＵＭＴＳ  Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ  Ｒａｄｉｏ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）１６５と通信する。ＵＴＲＡＮ１６５は、順番に、サービングＧＰＲＳサポート・ノード（ＳＧＳＮ）１３５（パケット・ベースのサービス）、ＭＳＣ１５５（回線ベースのサービス）およびゲートウェイＧＰＲＳサポート・ノード（ＧＧＳＮ）１４０（他の公衆地上移動体通信網（ＰＬＭＮ）のゲートウェイ）を含むコア・ネットワーク（ＣＮ：Ｃｏｒｅ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）１７０に結合される。Ｉｕインタフェースは、ＣＮ１７０にＵＴＲＡＮ１６５を結合する。
【００１６】
欧州電気通信標準化協会（ＥＴＳＩ）の厳格で曖昧な結合器の定義には、本発明のようにシグナリングおよびユーザ・プレーンがユニバーサル移動体通信システムおよび無線ＬＡＮ間で分割される場合において使用される結合器について記載されておらず、本願明細書において使用される結合器は複合型結合器と呼ばれる。複雑なコントロール・プレーンがユニバーサル移動体通信システムを再利用するのに対し、ＷＬＡＮゲートウェイはユーザ・プレーンを通過させることだけが必要であるので、シグナリングとユーザ・プレーンを分割することはＷＬＡＮゲートウェイ（即ち相互接続機能）をシンプルに保つのを助ける。パケット交換（ＰＳ：Ｐａｃｋｅｔ  Ｓｗｉｔｃｈｅｄ）サービスのために、データ・プレーンは、大部分の無線リソースに対応する。ユーザ機器（ＵＥ）がコア・ネットワーク（ＣＮ）１７０との接続を保持する一方で、ホットスポットの無線ＬＡＮにデータ部を転換することにより、相当な無線リソースが節約されて、他のユーザおよび他のサービスのために使用することができるようになる。
【００１７】
多くのアクセス・ポイント（ＡＰ）（例えば、ＷＬＡＮ  ＡＰ１１０）は、順番にユニバーサル移動体通信システムに結合される相互接続機能（ＩＷＦ）１０５に結合される。相互接続機能１０５は、アクセス・ポイントに結合される別のハードウェアの内部で、またはアクセス・ポイントの一部として具体化されてもよく、様々なソフトウェア・モジュールおよび所望の機能を実現するのに必要なハードウェアを含んでもよい。図１に示すように、ＷＬＡＮ  ＩＷＦ１０５は、ＲＮＣ１３０およびサービングＧＰＲＳサポート・ノード（ＳＧＳＮ）１３５を迂回して、ゲートウェイＧＰＲＳサポート・ノード（ＧＧＳＮ）１４０（ＰＳサービスとみなして）に結合する。ＧＧＳＮ１４０は、インターネット・プロトコル（ＩＰ：Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）層（図２参照）での移動体通信に注意を払うが、相互接続機能１０５は、ＧＰＲＳトンネリング・プロトコル−ユーザ・プレーン（ＧＴＰ−Ｕ）トンネル１９９を確立しデータを転送するために、ＧＧＳＮ１４０と通信する必要がある。ＧＰＲＳトンネリング・プロトコル−ユーザ・プレーン（ＧＴＰ−Ｕ）プレーンにおけるＧＴＰトンネルは、ＧＳＮ（即ち、ＳＧＳＮ１３５、ＧＧＳＮ１４０）の各々のパケット・データ・プロトコル（ＰＤＰ：Ｐａｃｋｅｔ  Ｄａｔａ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）コンテキストおよび／またはＲＮＣ１３０の各々の無線アクセス・ベアラー（ＲＡＢ：Ｒａｄｉｏ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｂｅａｒｅｒ）のために定義されている。ＧＰＲＳトンネリング・プロトコル−コントロール・プレーン（ＧＴＰ−Ｃ）におけるＧＴＰトンネルは、同じパケット・データ・プロトコル（ＰＤＰ）アドレスおよびトンネル管理メッセージのためのアクセス・ポイント名（ＡＰＮ：Ａｃｃｅｓｓ  Ｐｏｉｎｔ  Ｎａｍｅ）を伴う全てのＰＤＰコンテキストのために定められている。ＧＴＰトンネルは、各々のノードにおいて、トンネル終点識別子（ＴＥＩＤ：Ｔｕｎｎｅｌ  Ｅｎｄｐｏｉｎｔ  Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）、ＩＰアドレスおよびユーザ・データグラム・プロトコル（ＵＤＰ：Ｕｓｅｒ  Ｄａｔａｇｒａｍ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）ポート番号をもって識別される。本発明が各々のＰＤＰコンテキストおよび／ＲＡＢのためのＧＰＲＳトンネリング・プロトコル−ユーザ・プレーン（ＧＴＰ−Ｕ）プレーンのＧＴＰトンネルを定めることに限られるものでないことは理解されるべきであり、それゆえに、本発明の趣旨および範囲を逸脱しない限り、他の構成が関連技術分野の当業者により容易に決定され、容易に使用されてもよい。更に、本発明が、同じＰＤＰアドレスおよびＡＰＮを有する各々のＰＤＰコンテキストのためのＧＴＰ−ＣプレーンにおけるＧＴＰトンネルを定めることに限られるものでないことは理解されるべきであり、それゆえに、本発明の趣旨および範囲を逸脱しない限り、他の構成が関連技術分野の当業者により容易に決定され、容易に使用されてもよい。更に、本発明が、ＧＴＰトンネルをＴＥＩＤ、ＩＰアドレスおよびＵＤＰポート番号の全てをもって識別することに限られるものでないことは理解されるべきであり、それゆえに、本発明の趣旨および範囲を逸脱しない限り、他の指標が関連技術分野の当業者により容易に決定され���容易に使用されてもよい。
【００１８】
図１に示したように、シグナリングはサービングＧＰＲＳサポート・ノート（ＳＧＳＮ）１３５およびゲートウェイＧＰＲＳサポート・ノード（ＧＧＳＮ）１４０（コントロール・プレーンＧｎ）の間で確立されるＧＴＰ−Ｃトンネル１９８を有するユニバーサル移動体通信システムを通過するのに対し、データ経路は相互接続機能（ＩＷＦ）１０５およびＳＧＳＮ１３５の間で確立されるＧＴＰ−Ｕトンネル１９９上の無線ＬＡＮを経由していく。図２は、本発明の実施例によるＧｎインタフェースのユーザ・プレーン２００およびコントロール・プレーン２５０を示す図である。
【００１９】
ユーザ・プレーン２００およびコントロール・プレーン２５０は、各々のＧＳＮのために、レベル１（Ｌ１）２０５、レベル２（Ｌ２）２１０、ＩＰ層２１５およびＵＤＰ層２２０を含んでいる。各々のＧＳＮのために、ユーザ・プレーンは、ＧＰＲＳトンネリング・プロトコル−ユーザ・プレーン（ＧＴＰ−Ｕ）層２２５を更に含んでいる。コントロール・プレーン２５０は、各々のＧＳＮのために、ＧＴＰ−Ｃレベル２３０を更に含んでいる。
【００２０】
コントロール・プレーン２５０は、この場合ＧＰＲＳアタッチのようなＧＰＲＳ移動体通信管理機能、ＧＰＲＳ経路指定領域更新およびＰＤＰコンテキストの活性化に関する。ＧＰＲＳトンネリング・プロトコル−コントロール・プレーン（ＧＴＰ−Ｃ）は、ＧＳＮノード（例えばＳＧＳＮ１３５およびＧＧＳＮ１４０）間で信号送信するコントロール・プレーンを実行する。ＧＴＰ−Ｃコントロール・プレーン・フローは、ＧＴＰ−Ｕトンネルと独立しているが、論理的に関連する。各々のＧＳＮ−ＧＳＮ一対に対して、一つまたは複数の経路が存在する。一つまたは複数のトンネルは、各々の経路を使用してもよい。ＧＴＰ−Ｃは、トンネルが確立され、使用され、管理され、開放されるための手段である。経路は、未解決のエコー・メッセージにより維持されてもよい。これは、ＧＳＮ間の接続障害を直ちに検知し得ることを保証する。ＧＴＰ−Ｕトンネルは、カプセル化されたトンネル・プロトコル・データ・ユニット（Ｔ−ＰＤＵ：Ｔｕｎｎｅｌｅｄ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ  Ｄａｔａ  Ｕｎｉｔｓ）を伝送するために用いられ、与えられた一組のＧＴＰ−Ｕトンネル終点間のメッセージを送信する。ＧＴＰヘッダに存在するＴＥＩＤは、どのトンネルが特定のＴ−ＰＤＵに帰属するかを指し示す。このように、与えられた一組のトンネル終点間で、パケットはＧＰＲＳトンネリング・プロトコル−ユーザ・プレーン（ＧＴＰ−Ｕ）により多重化および非多重化される。
【００２１】
図３は、本発明の実施例による無線ＬＡＮを経由するデータ経路およびユニバ−サル移動体通信システム（ＵＭＴＳ）を経由する信号送信経路を可能にするために用いるメッセージを示す図である。特に、図３は、移動端末（また、本明細書において「ユーザ機器」という）および相互接続機能（ＩＷＦ）間、並びに相互接続機能およびコア・ネットワーク（ＣＮ）間で交換されるメッセージの手順を示す。
【００２２】
ユーザ機器（ＵＥ）１２０が無線ＬＡＮのサービス・エリアへ移動するとき、ＵＥ１２０はまず初めにＷＬＡＮアクセス・ポイントと「接続する（ａｓｓｏｃｉａｔｅ）」ことを必要とする。従って、ＵＥ１２０から相互接続機能（ＩＷＦ）１０５（即ち論理的ＳＧＳＮ）に「接続要求」が送信される（ステップ３０１）。「接続要求」を受信すると、ＩＷＦ１０５からＵＥ１２０に「接続応答」が送信される（ステップ３０２）。
【００２３】
ネットワーク・セキュリティに関して、本発明の一実施例において、ＵＥ１２０が、ＵＭＴＳネットワーク（ＳＧＳＮ−ホーム・ロケーション・レジスタ（ＨＬＲ））により、ユーザ・サービス・アイデンティティ・モジュール（ＵＳＩＭ：Ｕｓｅｒ  Ｓｅｒｖｉｃｅｓ  Ｉｄｅｎｔｉｔｙ  Ｍｏｄｕｌｅ）を用いて認証される。そして、ＵＭＴＳネットワークは、ＧＧＳＮ１４０を介してＷＬＡＮ  ＩＷＦ１０５に認証容認／拒絶を通報する（ステップ３０３）。ＵＥ１２０が無線ＬＡＮと接続するとき、ユニバーサル移動体通信システムで使用した暗号化キーが再利用され得る。
【００２４】
ユーザ機器（ＵＥ）移動体通信に関して、２つの例示のアプローチが本明細書において開示される。しかしながら、本発明がＵＥ移動体通信に対する以下の２つのアプローチに限られるものでないことは理解されるべきであり、ゆえに、本発明の趣旨および範囲を逸脱しない限り、ＵＥ移動体通信への他のアプローチが使用されてもよい。
【００２５】
ユーザ機器（ＵＥ）移動体通信に関する第１のアプローチについては、無線ＬＡＮサービス・エリアが、異なる経路指定領域（ＲＡ：Ｒｏｕｔｉｎｇ  Ａｒｅａ）として登録され得るというものである。そのような場合、ＵＥ１２０は無線ＬＡＮの新規な経路指定領域識別子（ＲＡＩ：ＲＡ  Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）を通知すると（ステップ３０４）、サービングＧＰＲＳサポート・ノード（ＳＧＳＮ）１３５が無線ＬＡＮに対応して新規なＲＡＩを認識し、ＳＧＳＮ１３５はインター−ＳＧＳＮ手順（例えば、第三世代パートナーシップ・プロジェクト（３ＧＰＰ：３ｒｄ  Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ  Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ  Ｐｒｏｊｅｃｔ）標準による）を開始しない。その代わりに、ＰＤＰコンテキスト要求または変更ＰＤＰコンテキスト要求がＵＥ１２０から送られて来る場合、ＳＧＳＮ１３５は、ＧＰＲＳトンネリング・プロトコル−ユーザ・プレーン（ＧＴＰ−Ｕ）の確立のためＩＷＦアドレスおよびＴＥＩＤを特定するように構成される。もし、既存のパケット・データ・プロトコル（ＰＤＰ）が無線ＬＡＮに入る際に直ちに変更されるか、または初期ＰＤＰコンテキストが無線ＬＡＮに入る際にのみ直ちに確立されると、ＵＭＴＳ  ＳＧＳＮ１３５におけるセキュリティ管理（ＳＭ：Ｓｅｃｕｒｉｔｙ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ）およびＧＰＲＳ移動体通信管理（ＧＭＭ：ＧＰＲＳ  Ｍｏｂｉｌｉｔｙ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ）は、ＵＥ  ＳＭおよびＧＭＭ状態の機器のトラックを維持する。
【００２６】
ＵＥ移動体通信に関する第２のアプローチについては、ＷＬＡＮ  ＩＷＦ１０５は、ＵＥ移動体通信を取り扱う外部エージェント（ＦＡ：Ｆｏｒｅｉｇｎ  Ａｇｅｎｔ）として、ゲートウェイＧＰＲＳサポート・ノード（ＧＧＳＮ）１４０を有する無線ＬＡＮの範囲内で移動ＩＰを実現する。ＲＮＣ１３０およびサービングＧＰＲＳサポート・ノード（ＳＧＳＮ）１３５間の第２のトンネリングを行わないことの利益として、外部エージェントであるＧＧＳＮ１４０に移動ＩＰを使用する複雑さを補うことができる。ＧＧＳＮ１４０および相互接続機能（ＩＷＦ）１０５間のＧＰＲＳトンネリング・プロトコル−ユーザ・プレーン（ＧＴＰ−Ｕ）が確立したことをＳＧＳＮ１３５に通知するメカニズムは、３Ｇロケーション・サービス（ＬＣＳ：Ｌｏｃａｔｉｏｎ  Ｓｅｒｖｉｃｅｓ）であり、ＵＥ１２０がＩＷＦ１０５の近くにいるか否かをＳＧＳＮ１３５に知らせる。
【００２７】
ユーザ機器（ＵＥ）１２０が無線ＬＡＮサービス・エリアへ移動したときに、ＵＥ１２０が既にＵＭＴＳ  サービングＧＰＲＳサポート・ノード（ＳＧＳＮ）１３５とＰＤＰコンテキスト・セッションを確立している場合、ＵＥ１２０は、無線ＬＡＮの上のデータ・プレーンを確立して、ユニバーサル移動体通信システムの上のコントロール・プレーンを保持するために、ＵＭＴＳ  ＳＧＳＮ１３５に「変更ＰＤＰコンテキスト要求」というメッセージを送ることができる（ステップ３０５）。
【００２８】
サービングＧＰＲＳサポート・ノード（ＳＧＳＮ）１３５は、その機能、現在の負荷および記名されたサービス品質（ＱｏＳ）プロフィールが与えられた所望のＱｏＳプロフィールを制限してもよい。「更新ＰＤＰコンテキスト要求」というメッセージが、ＰＤＰコンテキスト変更手順の一部として、またはロード・シェアリングのためコンテキストを再配布するために、ＳＧＳＮ１３５からゲートウェイＧＰＲＳサポート・ノード（ＧＧＳＮ）１４０に送られる（ステップ３０６）。更新ＰＤＰコンテキスト要求メッセージは、ＱｏＳおよび経路を変更するために用いられる。有効なＰＤＰコンテキスト要求は、コントロール・プレーン上のＳＧＳＮ１３５およびＧＧＳＮ１４０間、およびユーザ・プレーン上のＩＷＦ１０５およびＧＧＳＮ間のトンネルの作成を開始する。「更新ＰＤＰコンテキスト応答」というメッセージが、ＧＧＳＮ１４０からＳＧＳＮ１３５に対して送信される（ステップ３０７）。もし、ＳＧＳＮ１３５から受信した協議されたＱｏＳが起動しているＰＤＰコンテキストと非互換の場合、ＧＧＳＮ１４０は更新ＰＤＰコンテキスト要求メッセージを拒絶し、そうでなければ、ＧＧＳＮ１４０は更新ＰＤＰコンテキスト要求メッセージを受け入れる。ＳＧＳＮ１３５は、ついでＵＥ１２０に、変更ＰＤＰコンテキストの受理／拒絶を送信する（ステップ３０８）。
【００２９】
ユーザ機器（ＵＥ）１２０およびサービングＧＰＲＳサポート・ノード（ＳＧＳＮ）１３５間にパケット・データ・プロトコル（ＰＤＰ）コンテキストがまだない場合、ＵＥ１２０は、ステップ３０５に示すように、「起動ＰＤＰコンテキスト要求」というメッセージをＵＭＴＳ  ＳＧＳＮ１３５に送信する。続いて、ステップ３０６に示すように、ＧＰＲＳ  ＰＤＰコンテキスト起動手順の一部として、ＰＤＰコンテキスト要求作成のメッセージが、ＳＧＳＮ１３５からＧＧＳＮ１４０に送られる。有効なＰＤＰコンテキスト要求作成は、コントロール・プレーン上のＳＧＳＮ１３５およびＧＧＳＮ１４０間、並びにユーザ・プレーン上の相互接続機能（ＩＷＦ）１０５およびＧＧＳＮ１４０間のトンネルの作成を開始する。「ＰＤＰコンテキスト要求作成」メッセージがＧＧＳＮ１４０からＳＧＳＮ１３５に対して送信される（ステップ３０７）。ＳＧＳＮ１３５から受信した協議されたＱｏＳが、起動しているＰＤＰコンテキストと非互換の場合、ＧＧＳＮ１４０はＰＤＰコンテキスト要求作成メッセージを拒絶し、そうでなければ、ＧＧＳＮ１４０はＰＤＰコンテキスト要求作成メッセージを受け入れる。ついで、ＳＧＳＮ１３５は、ＵＥ１２０に起動ＰＤＰコンテキスト受理／拒絶を送信する（ステップ３０８）。もし、ＵＥ１２０がユニバーサル移動体通信システムからＷＬＡＮサービス・エリアまで移動するときに既存のセッションがあった場合、ＵＭＴＳ帯域幅を保存するために、そのセッション用のデータ搬送は明確に取り壊され得る（ステップ３０９）。次のシグナリングは、ＵＥ−ＵＴＲＡＮ−ＳＧＳＮ−ＧＧＳＮ経路を使用し（ステップ３１０）、データはＵＥ−ＩＷＦ−ＧＧＳＮ経路を使用する（ステップ３１１）。
【００３０】
トンネル終点識別子（ＴＥＩＤ）のデータＩ領域は、Ｇ−ＰＤＵのためのダウンリンクＴＥＩＤを特定し、サービングＧＰＲＳサポート・ノード（ＳＧＳＮ）１３５により選択される。ゲートウェイＧＰＲＳサポート・ノード（ＧＧＳＮ）１４０は、このＴＥＩＤを、要求されたＰＤＰコンテキストに関連する全ての次のダウンリンクＧ−ＰＤＵのＧＴＰヘッダに含んでいる。無線ＬＡＮインタフェースの上のＧＰＲＳトンネリング・プロトコル−ユーザ・プレーン（ＧＴＰ−Ｕ）を確立するために、ＧＧＳＮ１４０および相互接続機能（ＩＷＦ）１０５間にトンネルがあるように、このトンネル終点識別子（ＴＥＩＤ）は選択される。このＴＥＩＤは、ステップ３０２の「接続応答」時にＩＷＦ１０５からＵＥ１２０に、およびステップ３０５の「ＰＤＰ要求」時にＵＥ１２０からＳＧＳＮ１３５に、それぞれ送られる。ＳＧＳＮ１３５は、ステップ３０６でＰＤＰコンテキスト要求メッセージの一部として、ＧＧＳＮ１４０にＴＥＩＤを転送する。
【００３１】
トンネル終点識別子（ＴＥＩＤ）コントロール・プレーン・フィールドは、コントロール・プレーン・メッセージのためのダウンリンクＴＥＩＤを特定し、サービングＧＰＲＳサポート・ノード（ＳＧＳＮ）１３５により選択される。ＧＧＳＮ１４０は、要求されたＰＤＰコンテキストに関する全ての次のダウンリンク・コントロール・プレーン・メッセージのＧＴＰヘッダにこのＴＥＩＤを含んでいる。ＳＧＳＮ１３５がすでにピアのＧＧＳＮに対してそのＴＥＩＤコントロール・プレーンの割当が成功したことを確認している場合、このフィールドは存在しない。ＳＧＳＮ１３５は、ＧＧＳＮ１４０からＧＴＰヘッダにその割り当てられたＴＥＩＤコントロール・プレーンを有するメッセージを受信する場合、ＳＧＳＮ１３５はＧＧＳＮ１４０にそのＴＥＩＤコントロール・プレーンの割当が成功したかどうかを確認する。
【００３２】
また、サービングＧＰＲＳサポート・ノード（ＳＧＳＮ）１３５は、ＰＤＰコンテキスト要求または更新ＰＤＰコンテキスト要求を伴ったＳＧＳＮ「コントロール・プレーンのためのアドレス」（ＵＭＴＳ  ＳＧＳＮ）およびＳＧＳＮ「ユーザ・トラフィックのためのアドレス」（ＩＷＦ）を含み、それはステップ３０６で基礎をなすネットワーク・サービス（例えば、ＩＰ）により提供されるものと異なってもよい。ステップ３０７および３１０のように、このＧＴＰトンネル上の、またはステップ３１１のように、ＭＳのための相互接続機能（ＩＷＦ）に対するＧ−ＰＤＵ上の次のコントロール・プレーン・メッセージを送るときに、ゲートウェイＧＰＲＳサポート・ノード（ＧＧＳＮ）１４０はこれらのＳＧＳＮアドレスを記憶して、それらを使用する。
【００３３】
本発明の数多くある効果のうちの幾つかについて以下に説明する。係る効果の一つは、第３世代（３Ｇ）ネットワーク（例えば、ユニバーサル移動体通信システム）の大部分の手順が再利用されるということである。上記の第１のＵＥ移動体通信アプローチにおいては、移動体通信手順もまた再利用されてもよい。複雑なコントロール・プレーンがＵＭＴＳシステムを再利用すると共に、ＷＬＡＮゲートウェイを単純に保つ際の３Ｇのネットワーク手順支援の再利用はそれとしてユーザ・プレーンを運ぶことを必要とするだけである。複雑なコントロール・プレーンがＵＭＴＳシステムを再利用するのに対し、ユーザ・プレーンを搬送するだけで十分なので、３Ｇネットワーク手順の再利用は、ＷＬＡＮゲートウェイをシンプルに保つのを助ける。ＰＳサービスのために、データ・プレーンは、大多数の無線リソースに対応する。それにより、ユーザ機器（ＵＥ）がコア・ネットワーク（ＣＮ）との接続を保持しながら、ホットスポットの無線ＬＡＮにデータ部を転換することにより、他のユーザおよび他のサービスのために使用される相当高価なＵＭＴＳ無線リソースが保存される。
【００３４】
他の効果は、シグナリング部が３Ｇオペレータを伴って保持されており、データ・プレーンは無線ＬＡＮを通過することができるので、ＷＬＡＮサービス・エリアが異なるオペレータに呼び出されてもよいということである。ホットスポットにおいて自身の無線ＬＡＮを配備する代わりに、３Ｇオペレータは、既存の無線ＬＡＮ配備を使用する。更にもう一つの効果は、ＵＥがＷＬＡＮサービス・エリアにいる間、３Ｇネットワークの高価な無線リソースが解放されることである。更に別の効果は、ＵＭＴＳ  ＳＧＳＮにおけるＳＭ／ＧＭＭ状態の機器の取扱いが、ＩＷＦ機能をデータ・トンネリングのみに限定し続けるようにすることである。更に、ＩＰベースのＧｎユーザ・プレーン・インタフェースが比較的簡単に実現するので、ソリューションが概算できる。また、３Ｇオペレータは、３ＧおよびＷＬＡＮネットワークの両方に接続を許すための一点のアタッチメント（ＧＧＳＮ）を提供する。ＵＭＴＳ帯域幅の大部分がデータ・ユーザにより使用されるので、ＵＭＴＳネットワークから無線ＬＡＮへのデータ・トラフィックの転換はＵＭＴＳネットワークの容量を効果的に増大する。また、提案したシステムでは、ユニバーサル移動体通信システムにおいて、データが初めにＵＴＲＡＮからＳＧＳＮまでトンネルし、次に再びＳＧＳＮからＧＧＳＮにトンネルするので、無線ＬＡＮにおいてＳＧＳＮ（ＩＷＦ）−ＧＧＳＮのカプセル化部のみがなされるように、より少ないカプセル化が行われる。
【００３５】
本発明の実施例を添付の図面を参照しながら説明したが、本発明がそれらの厳密な実施例に限定されるものではないことを理解されるべきであり、本発明の範囲および原理から逸脱しない限り、その様々な他の改変と変更態様が当業者により加えられてもよい。この種の全ての改変と変更態様は、添付の請求項に記載の本発明の範囲内で含まれることを意図している。
【図１】
2010050977.tif 000003
【図２】
2010050977.tif 000004
【図３】
2010050977.tif 000005